專利名稱：圖像識(shí)別裝置和方法以及圖像識(shí)別裝置的示教裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種根據(jù)圖像來(lái)識(shí)別對(duì)象物的圖像識(shí)別裝置以及該圖像識(shí)別裝置的示教裝置。
背景技術(shù)：
專利文獻(xiàn)1特開(kāi)平8-21803號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2專利第3140177號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3特開(kāi)2001-168160號(hào)公報(bào)以往已經(jīng)公知以下技術(shù)對(duì)利用照相機(jī)拍攝的圖像實(shí)施圖像處理，通過(guò)抽出特征量來(lái)識(shí)別對(duì)象物。這種圖像識(shí)別技術(shù)被應(yīng)用于以工業(yè)產(chǎn)品的檢查裝置或機(jī)器人的視覺(jué)裝置為代表的各種圖像識(shí)別裝置中。
為了通過(guò)圖像識(shí)別來(lái)確定對(duì)象物，需要將該對(duì)象物的特征預(yù)先教給計(jì)算機(jī)。將該作業(yè)稱為示教。以檢查裝置為例進(jìn)行說(shuō)明，首先分別準(zhǔn)備合格品和不合格品的樣品，從對(duì)這些樣品進(jìn)行拍攝所得到的圖像(示教圖像(教師畫(huà)像))中抽出合格品的相關(guān)特征量和不合格品的缺陷部分(傷痕或缺口等)的相關(guān)特征量，根據(jù)這些特征量，決定用于進(jìn)行檢查對(duì)象物是否合格的判定的判定基準(zhǔn)值(示教數(shù)據(jù))。
作為有關(guān)該領(lǐng)域的現(xiàn)有技術(shù)，已經(jīng)公知有專利文獻(xiàn)1～3等公開(kāi)的技術(shù)。專利文獻(xiàn)1提出了一種使神經(jīng)處理單元事先學(xué)習(xí)各種缺陷信息，對(duì)通過(guò)缺陷檢查檢測(cè)到的缺陷的類型進(jìn)行判定的裝置。專利文獻(xiàn)2提出了一種可以修改屬于合格品和不合格品中間的對(duì)象物的檢查基準(zhǔn)值的裝置。專利文獻(xiàn)3提出了一種根據(jù)缺陷檢測(cè)參數(shù)和缺陷的特征量數(shù)據(jù)判別對(duì)象物的缺陷類型的裝置。
一般來(lái)說(shuō)，需要識(shí)別的對(duì)象物總是具有因個(gè)體差異造成的偏差，而且由于照明或環(huán)境光等的攝像環(huán)境的變化致使圖像產(chǎn)生偏差的情況也是經(jīng)常發(fā)生的。并且，關(guān)于不合格品，缺陷類型是無(wú)數(shù)的，產(chǎn)生缺陷的位置及其形狀大小等各式各樣。因此，在進(jìn)行示教時(shí)，需要準(zhǔn)備盡可能多(例如幾十～幾百個(gè))的合格品和不合格品的示教圖像。
圖9是表示以往的圖像示教的概念圖。圖中用符號(hào)○繪制的點(diǎn)表示合格品的特征量，用符號(hào)×繪制的點(diǎn)表示不合格品的特征量。這樣，通過(guò)收集大量的合格品和不合格品的特征量，把握合格品的偏差的趨勢(shì)和不合格品的趨勢(shì)之間的差異，在兩者之間設(shè)定判定基準(zhǔn)值(圖中的實(shí)線)。
但是，由于不可能包羅萬(wàn)象地準(zhǔn)備示教圖像，所以僅通過(guò)圖像示教很難把握合格品的偏差范圍和不合格品的范圍的正確邊界。因此，如圖所示，幾乎所有情況下基準(zhǔn)值(實(shí)線)與正確邊界(虛線)都是不一致的。在該情況下，會(huì)導(dǎo)致發(fā)生下述的檢查失誤等本來(lái)應(yīng)該判定為合格品的對(duì)象物(圖中的符號(hào)△)被判定為不合格品，本來(lái)應(yīng)該判定為不合格品的對(duì)象物(圖中的符號(hào)▲)被判定為合格品。
因此，以往為了正確(即按照使用者的意愿)判定合格品和不合格品，必須反復(fù)進(jìn)行幾次示教，或通過(guò)手工作業(yè)調(diào)整示教數(shù)據(jù)，或追加示教數(shù)據(jù)。但是，這種作業(yè)需要由具有很高技能和訣竅的熟練作業(yè)者花費(fèi)大量的勞力和時(shí)間來(lái)進(jìn)行的，所以期望得到改善。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述情況而提出的，其目的是提供一種可以根據(jù)少量的示教圖像簡(jiǎn)單地作成正確的示教數(shù)據(jù)的技術(shù)。
并且，本發(fā)明的另一目的是提供可以提高識(shí)別處理的成功率和精度的技術(shù)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的示教裝置進(jìn)行以下所述的示教處理。
在本發(fā)明中，獲取作為對(duì)象物而應(yīng)該識(shí)別的物品中具有標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的圖像，通過(guò)圖像處理從該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的示教圖像中抽出特征量。另一方面，由使用者輸入對(duì)象物的偏差范圍及其他有關(guān)對(duì)象物的已知知識(shí)，將該知識(shí)登錄在知識(shí)庫(kù)中。可以先進(jìn)行這些處理的任一處理，也可以并行進(jìn)行。
通過(guò)將從示教圖像中抽出的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的形態(tài)的相關(guān)信息和作為知識(shí)而獲得的有關(guān)對(duì)象物的偏差的信息進(jìn)行組合，可以把握以標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物為中心的對(duì)象物的偏差范圍、即作為對(duì)象物而應(yīng)該識(shí)別的范圍。
此處，作為對(duì)象物的偏差范圍的知識(shí)，優(yōu)選輸入因?qū)ο笪锏膫€(gè)體差異造成的偏差范圍和因攝像時(shí)的環(huán)境差異造成的偏差范圍。由此，可以獲得有關(guān)對(duì)象物固有的偏差的信息和有關(guān)因照明或環(huán)境光等的影響而產(chǎn)生的偏差的信息。
在工業(yè)產(chǎn)品的情況下，例如，作為因?qū)ο笪锏膫€(gè)體差異造成的偏差范圍的知識(shí)，可以輸入設(shè)計(jì)上的公差。設(shè)計(jì)上的公差可以根據(jù)CAD數(shù)據(jù)等的設(shè)計(jì)信息容易地得知，因?yàn)樵摴钤揪褪潜硎緦?duì)象物的可允許范圍的信息。
并且，作為知識(shí)不限于對(duì)象物的偏差范圍，也優(yōu)選輸入標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的相關(guān)屬性。例如，通過(guò)根據(jù)設(shè)計(jì)信息給出正確的尺寸或形狀等的屬性，可以更準(zhǔn)確地定義作為對(duì)象物應(yīng)該具備的形態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物。
在本發(fā)明中，根據(jù)從標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的示教圖像中抽出的特征量和已登錄在知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)，生成記述了用于得到對(duì)象物的各種屬性及其意義的背景(context)數(shù)據(jù)，將該背景數(shù)據(jù)登錄在知識(shí)庫(kù)中。
從示教圖像中抽出的特征量是僅表示作為具體物的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的特定信息，而根據(jù)該特征量和知識(shí)庫(kù)的知識(shí)所生成的背景數(shù)據(jù)是表現(xiàn)應(yīng)該識(shí)別的對(duì)象物整體(即、作為對(duì)象物而應(yīng)該識(shí)別的范圍)的一般信息的集合體。并且，由于同時(shí)管理各種屬性和其意義，所以信息的通用性/挪用性得到提高，可以容易地將背景數(shù)據(jù)用于各種用途和用于解決問(wèn)題。
此處，背景數(shù)據(jù)優(yōu)選使用結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言來(lái)描述各種屬性。這樣，不限于可以定量定義的數(shù)值或數(shù)值范圍，也可以系統(tǒng)地以計(jì)算機(jī)可處理的形式管理字符串、函數(shù)、構(gòu)成要素的相關(guān)關(guān)系等的各種屬性。
作為背景數(shù)據(jù)的代表性用途，其可以用于生成示教數(shù)據(jù)。在本發(fā)明中，從已登錄在知識(shí)庫(kù)中的背景數(shù)據(jù)中抽出與在識(shí)別處理中使用的特征量類型對(duì)應(yīng)的屬性，生成該識(shí)別處理用的示教數(shù)據(jù)。由此，可以僅根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的示教圖像簡(jiǎn)單地作成正確的示教數(shù)據(jù)。
這樣生成的示教數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在示教數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中，供圖像識(shí)別裝置進(jìn)行識(shí)別處理時(shí)使用。
本發(fā)明的圖像識(shí)別裝置獲取工件的圖像，通過(guò)圖像處理從該工件的圖像中抽出特征量，根據(jù)從示教數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元讀出的示教數(shù)據(jù)和所抽出的特征量進(jìn)行識(shí)別處理，判定工件是否是對(duì)象物，由此進(jìn)行工件的識(shí)別。使用在上述示教步驟中作成的正確的示教數(shù)據(jù)，在圖像識(shí)別步驟中可以進(jìn)行高精度的識(shí)別處理。另外，所謂的工件是指在圖像識(shí)別步驟中供識(shí)別處理的物品。
并且，在圖像識(shí)別步驟中也可以利用上述背景數(shù)據(jù)。
例如，在圖像識(shí)別步驟中識(shí)別失敗的情況下，根據(jù)所抽出的工件的特征量，生成定義該工件的各種屬性的工件背景數(shù)據(jù)，根據(jù)所生成的工件背景數(shù)據(jù)和已登錄在知識(shí)庫(kù)中的對(duì)象物的背景數(shù)據(jù)的屬性差異，對(duì)工件圖像實(shí)施圖像處理，可以使用實(shí)施了圖像處理的工件圖像進(jìn)行識(shí)別處理。
由于在背景數(shù)據(jù)中定義了對(duì)象物的各種屬性的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，所以通過(guò)調(diào)查與該標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的差異，可以發(fā)現(xiàn)工件圖像的問(wèn)題點(diǎn)、即識(shí)別處理失敗的原因。因此，如果實(shí)施用于消除該問(wèn)題點(diǎn)的圖像處理，用該圖像處理后的圖像再次進(jìn)行識(shí)別處理，則可以提高識(shí)別處理的成功率和精度。
并且，在圖像識(shí)別步驟中未得到正確的判定結(jié)果的情況下，根據(jù)所抽出的工件的特征量，生成定義該工件的各種屬性的工件背景數(shù)據(jù)，根據(jù)所生成的工件背景數(shù)據(jù)和已登錄在知識(shí)庫(kù)中的對(duì)象物的背景數(shù)據(jù)的屬性差異，選出能夠正確進(jìn)行工件判定的屬性，從在識(shí)別處理中可以使用的多個(gè)識(shí)別邏輯中，查找可以使用與所選出的屬性對(duì)應(yīng)的特征量進(jìn)行識(shí)別處理的識(shí)別邏輯，可以生成查找到的識(shí)別邏輯用的示教數(shù)據(jù)。
這樣，自動(dòng)生成最佳識(shí)別邏輯的新的示教數(shù)據(jù)，所以不需要通過(guò)手工作業(yè)追加示教數(shù)據(jù)，可以降低示教所需時(shí)間和勞力，并提高識(shí)別處理的成功率和精度。
此處，在未查找到可以使用與所選出的屬性對(duì)應(yīng)的特征量進(jìn)行識(shí)別處理的識(shí)別邏輯的情況下，將該信息通知使用者即可。在該情況下，優(yōu)選根據(jù)所選出的屬性通知應(yīng)該追加的識(shí)別邏輯的規(guī)范(仕樣)。這樣，使用者可以發(fā)現(xiàn)應(yīng)該追加的新的識(shí)別邏輯。
另外，本發(fā)明可以提供具有進(jìn)行上述處理的至少一部分的單元的圖像識(shí)別裝置或圖像識(shí)別裝置的示教裝置。并且，本發(fā)明可以提供具有進(jìn)行上述處理的至少一部分的單元的圖像識(shí)別方法或圖像識(shí)別裝置的示教方法，或?qū)崿F(xiàn)該方法的圖像識(shí)別程序或圖像識(shí)別裝置的示教程序。


圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式涉及的圖像識(shí)別裝置的功能結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖2是表示本發(fā)明的實(shí)施方式中的示教的概念圖。
圖3是表示示教處理流程的流程圖。
圖4是說(shuō)明示教處理中的數(shù)據(jù)流程的圖。
圖5是表示已登錄在知識(shí)庫(kù)中的背景數(shù)據(jù)的一例的圖。
圖6是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式涉及的圖像識(shí)別裝置的功能結(jié)構(gòu)的方框圖。
圖7是表示識(shí)別處理流程的流程圖。
圖8是表示示教數(shù)據(jù)更新處理流程的流程圖。
圖9是表示以往的圖像示教的概念圖。
符號(hào)說(shuō)明1圖像識(shí)別部；2示教部；3桌子；4檢查物；10攝像部；11圖像存儲(chǔ)部；12圖像處理部；13識(shí)別處理部；14示教數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部；15識(shí)別圖像作成部20背景化部；21知識(shí)庫(kù)；22知識(shí)庫(kù)作成部；23示教數(shù)據(jù)生成部。
具體實(shí)施例方式
以下，參照附圖，根據(jù)示例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式。此處，示出把本發(fā)明應(yīng)用于進(jìn)行工業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)品檢查的檢查裝置的示例。
第1實(shí)施方式圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式涉及的圖像識(shí)別裝置的功能結(jié)構(gòu)的方框圖。如該圖所示，圖像識(shí)別裝置大概由進(jìn)行圖像識(shí)別處理的圖像識(shí)別部1和進(jìn)行示教處理的示教部2構(gòu)成。
圖像識(shí)別裝置的基本硬件可以由通用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成，該計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有CPU(中央運(yùn)算處理裝置)、存儲(chǔ)器(主存儲(chǔ)裝置)、硬盤(pán)(輔助存儲(chǔ)裝置)、顯示器(顯示部)、鍵盤(pán)(輸入部)、MO裝置(外部存儲(chǔ)裝置)、照相機(jī)(攝像部)等。圖像識(shí)別部1和示教部2的各種功能是通過(guò)將存儲(chǔ)在硬盤(pán)中的程序讀入存儲(chǔ)器，并由CPU執(zhí)行，在軟件和硬件的協(xié)同動(dòng)作下而實(shí)現(xiàn)的。
圖像識(shí)別部1由攝像部10、圖像存儲(chǔ)部11、圖像處理部12、識(shí)別處理部13和示教數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部14構(gòu)成。
攝像部10是獲取圖像的攝像單元。攝像部10可以使用CCD照相機(jī)等。攝像部10拍攝放置在桌子3上的檢查物4，將其圖像取入圖像識(shí)別裝置。通過(guò)攝像部10獲取的圖像被臨時(shí)存儲(chǔ)在由幀存儲(chǔ)器等構(gòu)成的圖像存儲(chǔ)部11中。另外，圖像可以是彩色圖像或深淺圖像(黑白圖像)，也可以是紅外線圖像等特殊圖像。圖像的種類可以根據(jù)圖像識(shí)別裝置的用途等進(jìn)行適當(dāng)選擇。
圖像處理部12是通過(guò)圖像處理從圖像中抽出特征量的圖像處理單元。圖像處理部12對(duì)從圖像存儲(chǔ)部11讀入的圖像實(shí)施圖像處理，例如抽出檢查物4的表面的透明度、紋理、顏色、明度、長(zhǎng)度、面積等各種特征量。在此抽出的特征量被提供給識(shí)別處理部13。
識(shí)別處理部13是根據(jù)示教數(shù)據(jù)和由圖像處理部12抽出的特征量進(jìn)行識(shí)別處理，并判定圖像中的檢查物4是否是應(yīng)該識(shí)別的對(duì)象物的識(shí)別處理單元。識(shí)別處理部13具有數(shù)量達(dá)幾十～幾百的多個(gè)識(shí)別邏輯，根據(jù)應(yīng)該識(shí)別的對(duì)象物，區(qū)分使用一個(gè)或多個(gè)識(shí)別邏輯。應(yīng)該識(shí)別的對(duì)象物例如有時(shí)是合格品，有時(shí)相反是包括含有缺陷(傷痕、缺口、裝配不合格、錫焊不合格等)的不合格品。
識(shí)別處理的內(nèi)容(所使用的識(shí)別邏輯的組合、識(shí)別邏輯的執(zhí)行順序、識(shí)別邏輯所參照的閾值或數(shù)值范圍等)由示教數(shù)據(jù)來(lái)定義。示教數(shù)據(jù)可以為在識(shí)別處理部13中執(zhí)行的各個(gè)識(shí)別處理準(zhǔn)備多個(gè)數(shù)據(jù)，識(shí)別處理部13根據(jù)應(yīng)該識(shí)別的對(duì)象物從設(shè)在硬盤(pán)或MO裝置中的示教數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部14讀出合適的示教數(shù)據(jù)并加以使用。這些示教數(shù)據(jù)是由示教部2生成的。
本實(shí)施方式的示教部2中的示教處理采用和以往完全不同的方法。首先，說(shuō)明其不同點(diǎn)。
在以往的圖像示教中，如上所述，盡可能多地準(zhǔn)備應(yīng)該識(shí)別的對(duì)象物(例如合格品)和除此以外的非對(duì)象物(例如不合格品)的示教圖像，根據(jù)從這些示教圖像得到的特征量的趨勢(shì)決定合格品的偏差范圍和不合格品的范圍(參照?qǐng)D9)。
與此相對(duì)，本實(shí)施方式的示教具有以下特征。
第一是采用下述方法，即，在正確定義作為對(duì)象物而應(yīng)該識(shí)別的物品中具有標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的對(duì)象物(以下稱為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物)之后，定義以該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物為中心的對(duì)象物的偏差范圍(即作為對(duì)象物而應(yīng)該識(shí)別的范圍)。
圖2是表示該方法的概念圖。圖中用符號(hào)○繪制的點(diǎn)表示“標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物”，用個(gè)體差異的偏差和環(huán)境差的偏差的并集表示的范圍表示“作為對(duì)象物而應(yīng)該識(shí)別的范圍”。
第二，為了實(shí)現(xiàn)該方法，不僅利用從示教圖像得到的特征量，而且也利用使用者已經(jīng)知道的有關(guān)對(duì)象物的知識(shí)。
從標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的示教圖像中，能夠容易地得到有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的形態(tài)的信息。并且，實(shí)際上也能獲得只有觀察圖像才能明白的信息(例如，由于隨著拍攝環(huán)境不同而看上去不同的顏色或明度等的信息、圖像中的位置、大小、范圍等信息)。但是，僅依靠這些信息不能得知作為對(duì)象物而應(yīng)該識(shí)別的范圍。并且，能夠得到的關(guān)于標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的信息也是有限的。
因此，在本實(shí)施方式中，通過(guò)從標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的示教圖像獲取有關(guān)形態(tài)的特征量，另一方面根據(jù)設(shè)計(jì)信息等知識(shí)獲取正確的尺寸、類型、結(jié)構(gòu)、名稱等各種屬性，更準(zhǔn)確地定義作為對(duì)象物應(yīng)該具備的形態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物。并且，對(duì)于對(duì)象個(gè)體差異的偏差或環(huán)境差異的偏差等那樣不能從示教圖像獲得的信息，作為知識(shí)予以提供。例如，提供設(shè)計(jì)信息的尺寸公差作為個(gè)體差值范圍，將照明的照明強(qiáng)度變化對(duì)圖像的影響數(shù)值化，作為環(huán)境差值范圍來(lái)提供。
第三，為了系統(tǒng)地以計(jì)算機(jī)可處理的形式管理對(duì)象物的各種屬性，采用作為背景數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)形式。背景數(shù)據(jù)是記述了用于得到對(duì)象物的各種屬性及其意義的數(shù)據(jù)，利用XML(eXtensible Markup Language)等結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言進(jìn)行描述。作為背景數(shù)據(jù)中所記述的屬性，不限于可以定量定義的數(shù)值或數(shù)值范圍，也可以包括字符串、函數(shù)、構(gòu)成要素的相關(guān)關(guān)系等的信息。通過(guò)把各種信息記述在背景數(shù)據(jù)中，可以從各種側(cè)面多方面地定義對(duì)象物。
從示教圖像中抽出的特征量是僅表示作為具體物的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的特定信息，而根據(jù)該特征量和知識(shí)所生成的背景數(shù)據(jù)是表現(xiàn)應(yīng)該識(shí)別的對(duì)象物整體(即、作為對(duì)象物而應(yīng)該識(shí)別的范圍)的一般信息的集合體。
因此，通過(guò)調(diào)查從工件圖像得到的特征量是否包含在由背景數(shù)據(jù)定義的范圍內(nèi)，可以判斷工件是否是對(duì)象物。當(dāng)然，在實(shí)際識(shí)別處理中沒(méi)有必要使用背景數(shù)據(jù)中包含的所有屬性，所以在作成示教數(shù)據(jù)時(shí)，可以從背景數(shù)據(jù)僅抽出必要屬性，生成閾值或數(shù)值范圍等的判定基準(zhǔn)值。
在本實(shí)施方式中，通過(guò)利用這種方法進(jìn)行示教，可以根據(jù)少量的示教圖像簡(jiǎn)單地作成正確的示教數(shù)據(jù)。
下面，說(shuō)明用于實(shí)現(xiàn)上述示教處理的具體結(jié)構(gòu)。
如圖1所示，示教部2由攝像部10、圖像存儲(chǔ)部11、圖像處理部12、背景化部20、知識(shí)庫(kù)21、知識(shí)庫(kù)作成部22和示教數(shù)據(jù)生成部23構(gòu)成。另外，在本實(shí)施方式中，使圖像識(shí)別部1和示教部2構(gòu)成為一體，共用攝像部10、圖像存儲(chǔ)部11和圖像處理部12的各構(gòu)成要素，但也可以分別構(gòu)成示教部2的部分和圖像識(shí)別部1，形成外部示教裝置。
知識(shí)庫(kù)21是以背景數(shù)據(jù)的形式系統(tǒng)地存儲(chǔ)對(duì)象物的各種屬性的數(shù)據(jù)庫(kù)。知識(shí)庫(kù)作成部22的功能是向使用者提供把背景數(shù)據(jù)登錄在知識(shí)庫(kù)21中，或?yàn)g覽、編輯、刪除登錄在知識(shí)庫(kù)21中的背景數(shù)據(jù)的界面。
背景化部20是接受由圖像處理部12抽出的特征量，根據(jù)該特征量和登錄在知識(shí)庫(kù)21中的知識(shí)生成背景數(shù)據(jù)的背景數(shù)據(jù)生成單元。在此生成的背景數(shù)據(jù)被登錄在知識(shí)庫(kù)21中。
示教數(shù)據(jù)生成部23是根據(jù)背景數(shù)據(jù)生成示教數(shù)據(jù)的示教數(shù)據(jù)生成單元。在此生成的示教數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)在示教數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部14中。
然后，參照?qǐng)D3～圖5，說(shuō)明示教處理的具體處理流程。圖3是表示示教處理流程的流程圖，圖4是說(shuō)明示教處理中的數(shù)據(jù)流程的圖，圖5是表示已登錄在知識(shí)庫(kù)中的背景數(shù)據(jù)的一例的圖。
此處，以用于檢查IC芯片合格與否的示教為例進(jìn)行說(shuō)明。即，“合格的IC芯片”成為應(yīng)該識(shí)別的對(duì)象物，除合格的IC芯片以外的物品全部成為非對(duì)象物。
首先，使用者選定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的樣品。作為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物，例如可以選擇樣件?；蛘撸部梢赃x擇高精度制作的兩三個(gè)合格樣品。然后，利用攝像部10對(duì)選定的樣品進(jìn)行拍攝，獲取示教圖像(步驟S1)。
在圖像處理部12中，對(duì)所獲取的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的示教圖像實(shí)施圖像處理，抽出IC芯片表面的透明度、顏色、明度、縱橫長(zhǎng)度、面積等特征量(步驟S2)。并且，也可以抽出IC芯片周圍的背景部分的特征量。在圖4的示例中，抽出透明度“9”、顏色“RGB(50、50、50)”、明度“10”、長(zhǎng)度“3.0001cm”、面積“9.0006cm2”等特征量。另外，在選擇了多個(gè)樣品作為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的情況下，把從各示教圖像得到的特征量進(jìn)行平均，作為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的特征量。
另一方面，在知識(shí)庫(kù)作成部22中，使用者輸入知識(shí)(步驟S2)。使用者操作知識(shí)庫(kù)作成部22提供的知識(shí)輸入用界面，可以輸入對(duì)象物的名稱、類型、結(jié)構(gòu)、功能、個(gè)體差值范圍、環(huán)境差值范圍及其他有關(guān)對(duì)象物的已知知識(shí)。在圖4的示例中，輸入名稱“IC芯片”、型號(hào)“QFP”、結(jié)構(gòu)“IC封裝體和引線管腳”、形狀“正方形”、長(zhǎng)度“3cm”、面積“9cm2”、管腳數(shù)“52管腳”、公差“長(zhǎng)度±0.05mm”等知識(shí)。這些知識(shí)通過(guò)知識(shí)庫(kù)作成部22被登錄在知識(shí)庫(kù)21中。另外，步驟S3的處理可以在步驟S1、S2之前進(jìn)行，也可以并行進(jìn)行。
然后，背景化部20將從示教圖像中抽出的特征量和登錄在知識(shí)庫(kù)21中的知識(shí)進(jìn)行組合，生成用于定義合格的IC芯片的背景數(shù)據(jù)(步驟S4)。此時(shí)，各屬性按照其意義被分類/分級(jí)，使屬性和其意義相對(duì)應(yīng)地記述在背景數(shù)據(jù)中。這樣，各種屬性的意義結(jié)構(gòu)變得明確化，成為使用者和計(jì)算機(jī)雙方都容易使用的數(shù)據(jù)，同時(shí)提高信息的通用性/挪用性，可以容易地將背景數(shù)據(jù)用于各種用途和用于解決問(wèn)題。
背景化部20在特征量和知識(shí)中都包含與相同屬性有關(guān)的數(shù)據(jù)的情況下，優(yōu)先使用作為知識(shí)提供的數(shù)據(jù)。這是因?yàn)樽鳛橹R(shí)提供的數(shù)據(jù)的可靠性高。在圖4的示例中，在特征量和知識(shí)中都包含有關(guān)IC芯片的“長(zhǎng)度”和“面積”的數(shù)據(jù)，但采用在背景數(shù)據(jù)中作為知識(shí)提供的“3cm”和“9cm2”。
這樣作成的背景數(shù)據(jù)通過(guò)背景化部20被登錄在知識(shí)庫(kù)21中。如圖5所示，在知識(shí)庫(kù)21中可以登錄大量對(duì)象物的背景數(shù)據(jù)。并且，不限于合格品，也可以登錄缺陷自身等與對(duì)象物的種類無(wú)關(guān)的各種背景數(shù)據(jù)。
背景化部20在生成新的對(duì)象物的背景數(shù)據(jù)時(shí)，可以把所儲(chǔ)存的背景數(shù)據(jù)作為知識(shí)加以利用。例如，可以使用具有共同性的對(duì)象物的背景數(shù)據(jù)的一部分，或通過(guò)沿用基礎(chǔ)產(chǎn)品的背景數(shù)據(jù)并向其追加屬性，生成多種變更產(chǎn)品的背景數(shù)據(jù)。并且，也可以使背景數(shù)據(jù)自身成為其他背景數(shù)據(jù)的構(gòu)成要素。之所以可以這樣容易地利用背景數(shù)據(jù)是因?yàn)楸尘皵?shù)據(jù)是將各種屬性和意義內(nèi)容一起結(jié)構(gòu)化保持的。
在生成背景數(shù)據(jù)后，示教數(shù)據(jù)生成部23生成識(shí)別處理用的示教數(shù)據(jù)(步驟S5)。具體處理如下。
首先，決定在識(shí)別處理中所利用的識(shí)別邏輯。這可以由使用者來(lái)選擇。此時(shí)，優(yōu)選示教數(shù)據(jù)生成部23將背景數(shù)據(jù)中包含的屬性和在各識(shí)別邏輯中使用的特征量的類型進(jìn)行對(duì)比，將可以利用或最適合的識(shí)別邏輯作為候補(bǔ)選出。在圖4的示例中，通過(guò)示教數(shù)據(jù)生成部23選出可以利用的4個(gè)(A～D)識(shí)別邏輯，使用者從其中選擇識(shí)別邏輯B。
然后，參照在識(shí)別邏輯中使用的特征量的類型，從已登錄在知識(shí)庫(kù)21中的背景數(shù)據(jù)中抽出與該類型對(duì)應(yīng)的屬性。例如，在識(shí)別邏輯B是使用明度和面積這兩個(gè)特征量的情況下，示教數(shù)據(jù)生成部23從背景數(shù)據(jù)抽出IC芯片的明度和面積以及與明度和面積的偏差有關(guān)的屬性(個(gè)體差值范圍、環(huán)境差值范圍等)。在此抽出明度“10”、面積“9cm2”、明度的公差“±0.2”、面積的公差“±0.003cm2”。
然后，根據(jù)識(shí)別邏輯B的內(nèi)容適當(dāng)加工所抽出的屬性，生成用于進(jìn)行該識(shí)別處理的示教數(shù)據(jù)。例如，識(shí)別邏輯B把明度的上限值和面積的下限值用作閾值時(shí)，根據(jù)上述屬性算出明度的上限值“10.2”和面積的下限值“8.997cm2”。并且，在實(shí)際的識(shí)別處理中，由于按照像素?cái)?shù)處理面積，所以根據(jù)圖像清晰度，把面積的下限值“8.997cm2”變換為像素?cái)?shù)“7440”。根據(jù)這樣算出的閾值生成示教數(shù)據(jù)。另外，圖4的示教數(shù)據(jù)中包含的“范圍”值是表示圖像中的IC芯片的位置的范圍，是由使用者設(shè)定的。
在步驟S6中，對(duì)是否能夠利用所生成的示教數(shù)據(jù)正確地進(jìn)行(按照使用者的意愿)識(shí)別處理進(jìn)行測(cè)試檢查。例如，準(zhǔn)備幾個(gè)IC芯片的合格樣品和不合格樣品，對(duì)這些樣品進(jìn)行識(shí)別處理，確認(rèn)其判斷結(jié)果。
在正確進(jìn)行識(shí)別處理的情況下，將示教數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在示教數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部14，結(jié)束示教處理。反之，在識(shí)別處理失敗的情況下，返回到步驟S3，將有關(guān)對(duì)象物的更詳細(xì)的知識(shí)登錄在知識(shí)庫(kù)中后，再次重復(fù)生成背景數(shù)據(jù)和示教數(shù)據(jù)(步驟S7)。
根據(jù)以上所述的本實(shí)施方式的示教處理，可以根據(jù)一個(gè)或幾個(gè)少量的示教圖像簡(jiǎn)單地作成正確的示教數(shù)據(jù)，能夠降低示教所需時(shí)間和勞力。
在上述示教步驟結(jié)束后，圖像識(shí)別裝置進(jìn)入圖像識(shí)別步驟(IC芯片的產(chǎn)品檢查)。在產(chǎn)品檢查中，通過(guò)攝像部10獲取工件(檢查物)的圖像，在圖像處理部12中通過(guò)圖像處理從工件的圖像中抽出特征量，在識(shí)別處理部13中，根據(jù)從示教數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部14讀出的示教數(shù)據(jù)和所抽出的特征量進(jìn)行識(shí)別處理，判定工件是否是對(duì)象物。并且，在判定為對(duì)象物的情況下，輸出合格品的判定結(jié)果，在除此以外的情況下輸出不合格品的判定結(jié)果。根據(jù)本實(shí)施方式，使用通過(guò)上述示教處理所作成的正確的示教數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行高精度的識(shí)別處理。
第2實(shí)施方式如上所述，在背景數(shù)據(jù)中記述了對(duì)象物的各種屬性及其意義。因此，背景數(shù)據(jù)的信息的通用性/挪用性良好，可容易地用于各種用途和用于解決問(wèn)題。在第1實(shí)施方式中把背景數(shù)據(jù)用于生成示教數(shù)據(jù)，但在第2實(shí)施方式中還把背景數(shù)據(jù)用于識(shí)別處理。
圖6是表示本發(fā)明的第2實(shí)施方式涉及的圖像識(shí)別裝置的功能結(jié)構(gòu)的方框圖。其與第1實(shí)施方式涉及的圖像識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)差異是具有識(shí)別圖像作成部15。以下，以本實(shí)施方式特有的結(jié)構(gòu)和作用為中心進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)與第1實(shí)施方式相同的部分使用相同符號(hào)，并省略其詳細(xì)說(shuō)明。
圖7是表示識(shí)別處理流程的流程圖。參照該圖，對(duì)使用在第1實(shí)施方式中生成的示教數(shù)據(jù)進(jìn)行IC芯片的合格與否的檢查時(shí)的處理流程進(jìn)行說(shuō)明。
首先，通過(guò)攝像部10對(duì)工件進(jìn)行拍攝，獲取工件的圖像(步驟S10)。在圖像處理部12中，對(duì)所獲取的工件圖像實(shí)施圖像處理，抽出IC芯片表面的透明度、紋理、顏色、明度、長(zhǎng)度、面積等各種特征量(步驟S11)。并且，也可以抽出IC芯片周圍的背景部分的特征量。
識(shí)別處理部13從示教數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部14讀出示教數(shù)據(jù)。并且，根據(jù)示教數(shù)據(jù)和在圖像處理部12中抽出的特征量進(jìn)行識(shí)別處理(步驟S12)。
此處，按照由示教數(shù)據(jù)所定義的識(shí)別處理的內(nèi)容，從特征量中選出明度和面積，將它們的數(shù)值提供給識(shí)別邏輯B。通過(guò)識(shí)別邏輯B檢查工件的明度是否小于等于閾值“10.2”，工件的面積(像素)數(shù)是否大于等于“7440”。在滿足這兩個(gè)條件的情況下，判定為合格的IC芯片，在至少不滿足一個(gè)條件的情況下，判定為不合格品。在得到判定結(jié)果的情況下視為識(shí)別成功。在該情況下，將判定結(jié)果輸出給顯示器，結(jié)束識(shí)別處理(步驟S13、S14)。
另外，在圖像處理部12中不能抽出識(shí)別處理所需要的特征量(明度和面積)的情況下、即使抽出但其值大大偏離正常值的情況下、以及其他識(shí)別處理不能正常進(jìn)行的情況下，不能得到判定結(jié)果，視為識(shí)別失敗。在該情況下，轉(zhuǎn)入步驟S15～S17的識(shí)別圖像作成處理(步驟S13)。
在識(shí)別圖像作成處理中，首先，背景化部20從圖像處理部12接受從工件圖像中抽出的特征量，根據(jù)這些特征量生成定義工件的各種屬性的工件背景數(shù)據(jù)(步驟S15)。工件背景數(shù)據(jù)是和背景數(shù)據(jù)形式相同的數(shù)據(jù)，其記述了工件屬性及其意義。所生成的工件背景數(shù)據(jù)被提供給識(shí)別圖像作成部15。
識(shí)別圖像作成部15讀出已登錄在知識(shí)庫(kù)21中的對(duì)象物的背景數(shù)據(jù)，對(duì)工件背景數(shù)據(jù)的各屬性和與背景數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的屬性進(jìn)行比較，調(diào)查屬性上的差異(步驟S16)。由于在背景數(shù)據(jù)中定義了對(duì)象物的各種屬性的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，所以通過(guò)調(diào)查與該標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的差異，可以發(fā)現(xiàn)工件的原圖像的問(wèn)題點(diǎn)、即識(shí)別處理失敗的原因。
然后，識(shí)別圖像作成部15從圖像存儲(chǔ)部11接受工件的原圖像，根據(jù)所檢測(cè)到的屬性差異，對(duì)工件的圖像實(shí)施適當(dāng)?shù)膱D像處理，作成識(shí)別圖像(步驟S17)。
例如，在面積和長(zhǎng)度的數(shù)值大不相同的情況下，推測(cè)為在圖像處理部12中不能正常進(jìn)行邊緣抽出或區(qū)域抽出，為了解決該問(wèn)題，實(shí)施清晰化(sharpness)或強(qiáng)調(diào)邊緣等的圖像處理?；蛘?，在圖像整體的色調(diào)和深淺度偏離標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的情況下，為了校正該差異，實(shí)施色調(diào)校正、深淺度校正、對(duì)比度校正等圖像處理。除此之外，還根據(jù)屬性的類型或差異的內(nèi)容等，實(shí)施清除噪聲、清晰度變換等適當(dāng)?shù)膱D像處理。
這樣得到的識(shí)別圖像成為消除了工件的原圖像問(wèn)題點(diǎn)的圖像。因此，如果使用該識(shí)別圖像再次進(jìn)行識(shí)別處理(步驟S11、S12)，識(shí)別成功的概率高。并且，識(shí)別圖像與原圖像相比，S/N提高，所以也提高了識(shí)別精度。
根據(jù)以上所述的本實(shí)施方式的圖像識(shí)別裝置，即使在根據(jù)拍攝得到的原圖像進(jìn)行的識(shí)別失敗的情況下，也能自動(dòng)生成改正了原圖像的問(wèn)題點(diǎn)的識(shí)別圖像，使用識(shí)別圖像再次進(jìn)行識(shí)別處理，所以提高了識(shí)別處理的成功率和精度。
第3實(shí)施方式在本發(fā)明的第3實(shí)施方式中，把背景數(shù)據(jù)用于示教數(shù)據(jù)的更新處理。
另外，本實(shí)施方式涉及的圖像識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)與第1或第2實(shí)施方式的相同，所以省略圖示，以下使用相同符號(hào)進(jìn)行說(shuō)明。
圖8是表示示教數(shù)據(jù)更新處理流程的流程圖。該流程圖的步驟S20的識(shí)別處理的內(nèi)容和圖7的流程圖中的步驟S10～S17相同。
在識(shí)別處理成功的情況下，將其判定結(jié)果輸出給顯示器(步驟S20)。使用者可以在此輸入判定結(jié)果是否正確(是否是符合使用者意愿的結(jié)果)。
判定結(jié)果不正確指的是示教數(shù)據(jù)不合適。因此，在使用者輸入判定結(jié)果錯(cuò)誤的情況下(步驟S21)，進(jìn)行后面所述的示教數(shù)據(jù)更新處理。
首先，背景化部20從圖像處理部12接受從工件圖像中抽出的特征量，根據(jù)這些特征量生成工件背景數(shù)據(jù)(步驟S22)。所生成的工件背景數(shù)據(jù)被提供給示教數(shù)據(jù)生成部23。
示教數(shù)據(jù)生成部23讀出已登錄在知識(shí)庫(kù)21中的對(duì)象物的背景數(shù)據(jù)，對(duì)工件背景數(shù)據(jù)的各屬性和與背景數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的屬性進(jìn)行比較，調(diào)查屬性上的差異(步驟S23)。然后，根據(jù)屬性差異選出至少一個(gè)能夠正確進(jìn)行工件判定的屬性(例如，差異表現(xiàn)明顯的屬性、或相反幾乎沒(méi)有差異的屬性等)。
然后，示教數(shù)據(jù)生成部23從在識(shí)別處理中可以使用的多個(gè)識(shí)別邏輯中，查找可以使用與在步驟S23中選出的屬性對(duì)應(yīng)的特征量進(jìn)行識(shí)別處理的識(shí)別邏輯或識(shí)別邏輯的組合(步驟S24)。
在查找到符合的識(shí)別邏輯的情況下(步驟S25)，更新示教數(shù)據(jù)(步驟S26)。此時(shí)，可以向已有的示教數(shù)據(jù)追加此次查找到的識(shí)別邏輯的相關(guān)內(nèi)容，也可以用此次的內(nèi)容替換原有的示教數(shù)據(jù)。
另一方面，在未查找到符合的識(shí)別邏輯的情況下，將該信息通知使用者(步驟S27)。此時(shí)，可以在顯示器上顯示通知應(yīng)該追加的識(shí)別邏輯的規(guī)范的信息，例如“請(qǐng)追加根據(jù)特征量X、Y、Z進(jìn)行識(shí)別處理的識(shí)別邏輯”。使用者按照所通知的規(guī)范開(kāi)發(fā)并追加新的識(shí)別邏輯，由此可以進(jìn)行正確的識(shí)別處理。
根據(jù)以上所述的本實(shí)施方式的圖像識(shí)別裝置，在未能得到正確的判定結(jié)果的情況下，自動(dòng)生成最佳識(shí)別邏輯的新的示教數(shù)據(jù)，所以不需要通過(guò)手工作業(yè)追加示教數(shù)據(jù)，可以降低示教所需要的時(shí)間和勞力，并提高識(shí)別處理的成功率和精度。
并且，在不存在符合的識(shí)別邏輯的情況下，通知應(yīng)該追加的識(shí)別邏輯的規(guī)范，所以可以發(fā)現(xiàn)新的應(yīng)該追加的識(shí)別邏輯。這一點(diǎn)在處理利用現(xiàn)有的識(shí)別邏輯不能識(shí)別的新對(duì)象物時(shí)等非常有效。
另外，上述第1～第3實(shí)施方式只不過(guò)示出了本發(fā)明的一個(gè)具體示例。本發(fā)明的范圍不限于上述實(shí)施方式，可以在其技術(shù)思想的范圍內(nèi)進(jìn)行各種變更。
例如，在上述實(shí)施方式中，把本發(fā)明應(yīng)用于進(jìn)行工業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)品檢查的檢查裝置，但也可以把本發(fā)明應(yīng)用于檢查裝置以外的以機(jī)器人的視覺(jué)裝置為代表的各種圖像識(shí)別裝置。
并且，關(guān)于示教處理和圖像識(shí)別處理中使用的特征量和屬性的類型、背景數(shù)據(jù)和示教數(shù)據(jù)的格式，也不限于上述實(shí)施方式所例示的形態(tài)，可以根據(jù)應(yīng)該識(shí)別的對(duì)象物和圖像識(shí)別裝置的結(jié)構(gòu)等進(jìn)行適當(dāng)變更。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，可以根據(jù)少量的示教圖像簡(jiǎn)單地作成正確的示教數(shù)據(jù)。并且，根據(jù)本發(fā)明可以提高識(shí)別處理的成功率和精度。
權(quán)利要求
1.一種圖像識(shí)別裝置的示教方法，其特征在于，包括以下步驟獲取作為對(duì)象物而應(yīng)該識(shí)別的物品中具有標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的圖像，通過(guò)圖像處理從該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的示教圖像中抽出特征量；由使用者輸入對(duì)象物的偏差范圍及其他有關(guān)對(duì)象物的已知知識(shí)，將該知識(shí)登錄在知識(shí)庫(kù)中；根據(jù)從標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的示教圖像中抽出的特征量和已登錄在知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)，生成記述了用于得到對(duì)象物的各種屬性及其意義的背景數(shù)據(jù)，將該背景數(shù)據(jù)登錄在知識(shí)庫(kù)中；從已登錄在知識(shí)庫(kù)中的背景數(shù)據(jù)中抽出與在識(shí)別處理中使用的特征量類型對(duì)應(yīng)的屬性，生成該識(shí)別處理用的示教數(shù)據(jù)。
2.權(quán)利要求1所述的圖像識(shí)別裝置的示教方法，其特征在于，作為對(duì)象物的偏差范圍的知識(shí)，輸入因?qū)ο笪锏膫€(gè)體差異造成的偏差范圍和因拍攝時(shí)的環(huán)境差異造成的偏差范圍。
3.權(quán)利要求2所述的圖像識(shí)別裝置的示教方法，其特征在于，作為因?qū)ο笪锏膫€(gè)體差異造成的偏差范圍的知識(shí)，輸入設(shè)計(jì)上的公差。
4.權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的圖像識(shí)別裝置的示教方法，其特征在于，作為知識(shí)，輸入標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的相關(guān)屬性。
5.權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述的圖像識(shí)別裝置的示教方法，其特征在于，背景數(shù)據(jù)使用結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言描述各種屬性。
6.一種圖像識(shí)別裝置的示教裝置，其特征在于，具有攝像部，其獲取作為對(duì)象物而應(yīng)該識(shí)別的物品中具有標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的圖像；圖像處理部，其通過(guò)圖像處理從該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的示教圖像中抽出特征量；知識(shí)庫(kù)，其存儲(chǔ)知識(shí)及背景數(shù)據(jù)；知識(shí)庫(kù)作成部，其把使用者輸入的對(duì)象物的偏差范圍及其他有關(guān)對(duì)象物的已知知識(shí)登錄在知識(shí)庫(kù)中；背景數(shù)據(jù)生成部，其根據(jù)從標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的示教圖像中抽出的特征量和已登錄在知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)，生成記述了用于得到對(duì)象物的各種屬性及其意義的背景數(shù)據(jù)，將該背景數(shù)據(jù)登錄在知識(shí)庫(kù)中；示教數(shù)據(jù)生成部，其從已登錄在知識(shí)庫(kù)中的背景數(shù)據(jù)中抽出與在識(shí)別處理中使用的特征量類型對(duì)應(yīng)的屬性，生成該識(shí)別處理用的示教數(shù)據(jù)。
7.權(quán)利要求6所述的圖像識(shí)別裝置的示教裝置，其特征在于，作為對(duì)象物的偏差范圍的知識(shí)，輸入因?qū)ο笪锏膫€(gè)體差異造成的偏差范圍和因攝像時(shí)的環(huán)境差異造成的偏差范圍。
8.權(quán)利要求7所述的圖像識(shí)別裝置的示教裝置，其特征在于，作為因?qū)ο笪锏膫€(gè)體差異造成的偏差范圍的知識(shí)，輸入設(shè)計(jì)上的公差。
9.權(quán)利要求6～8中任一項(xiàng)所述的圖像識(shí)別裝置的示教裝置，其特征在于，作為知識(shí)，輸入標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的相關(guān)屬性。
10.權(quán)利要求6～9中任一項(xiàng)所述的圖像識(shí)別裝置的示教裝置，其特征在于，背景數(shù)據(jù)使用結(jié)構(gòu)化語(yǔ)言描述各種屬性。
11.一種圖像識(shí)別裝置的示教程序，其特征在于，使計(jì)算機(jī)執(zhí)行下述處理獲取作為對(duì)象物而應(yīng)該識(shí)別的物品中具有標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的圖像，通過(guò)圖像處理從該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的示教圖像中抽出特征量的處理；由使用者輸入對(duì)象物的偏差范圍及其他有關(guān)對(duì)象物的已知知識(shí)，將該知識(shí)登錄在知識(shí)庫(kù)中的處理；根據(jù)從標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的示教圖像中抽出的特征量和已登錄在知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)，生成記述了用于得到對(duì)象物的各種屬性及其意義的背景數(shù)據(jù)，將該背景數(shù)據(jù)登錄在知識(shí)庫(kù)中的處理；從已登錄在知識(shí)庫(kù)中的背景數(shù)據(jù)中抽出與在識(shí)別處理中使用的特征量類型對(duì)應(yīng)的屬性，生成該識(shí)別處理用的示教數(shù)據(jù)的處理。
12.一種圖像識(shí)別方法，其特征在于，包括示教步驟和圖像識(shí)別步驟，其中，在示教步驟中執(zhí)行下述處理獲取作為對(duì)象物而應(yīng)該識(shí)別的對(duì)象物中具有標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的圖像，通過(guò)圖像處理從該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的示教圖像中抽出特征量；由使用者輸入對(duì)象物的偏差范圍及其他有關(guān)對(duì)象物的已知知識(shí)，將該知識(shí)登錄在知識(shí)庫(kù)中；根據(jù)從標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的示教圖像中抽出的特征量和已登錄在知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)，生成記述了用于得到對(duì)象物的各種屬性及其意義的背景數(shù)據(jù)，將該背景數(shù)據(jù)登錄在知識(shí)庫(kù)中；從已登錄在知識(shí)庫(kù)中的背景數(shù)據(jù)中抽出與在識(shí)別處理中使用的特征量類型對(duì)應(yīng)的屬性，生成該識(shí)別處理用的示教數(shù)據(jù)；將所生成的示教數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在示教數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中，在圖像識(shí)別步驟中執(zhí)行下述處理獲取工件的圖像，通過(guò)圖像處理從該工件圖像中抽出特征量；根據(jù)從示教數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元讀出的示教數(shù)據(jù)和所抽出的特征量，執(zhí)行識(shí)別處理，判定工件是否是對(duì)象物。
13.權(quán)利要求12所述的圖像識(shí)別方法，其特征在于，在圖像識(shí)別步驟的識(shí)別失敗的情況下，根據(jù)所抽出的工件的特征量，生成定義該工件的各種屬性的工件背景數(shù)據(jù)；根據(jù)所生成的工件背景數(shù)據(jù)和已登錄在知識(shí)庫(kù)中的對(duì)象物的背景數(shù)據(jù)的屬性差異，對(duì)工件圖像實(shí)施圖像處理；使用實(shí)施了圖像處理的工件圖像進(jìn)行識(shí)別處理。
14.權(quán)利要求12或13所述的圖像識(shí)別方法，其特征在于，在圖像識(shí)別步驟未得到正確的判定結(jié)果的情況下，根據(jù)所抽出的工件的特征量，生成定義該工件的各種屬性的工件背景數(shù)據(jù)；根據(jù)所生成的工件背景數(shù)據(jù)和已登錄在知識(shí)庫(kù)中的對(duì)象物的背景數(shù)據(jù)的屬性差異，選出能夠正確進(jìn)行工件判定的屬性；從在識(shí)別處理中可以使用的多個(gè)識(shí)別邏輯中，查找可以使用與所選出的屬性對(duì)應(yīng)的特征量進(jìn)行識(shí)別處理的識(shí)別邏輯；生成查找到的識(shí)別邏輯用的示教數(shù)據(jù)。
15.權(quán)利要求14所述的圖像識(shí)別方法，其特征在于，在未查找到可以使用與所選出的屬性對(duì)應(yīng)的特征量進(jìn)行識(shí)別處理的識(shí)別邏輯的情況下，將該信息通知使用者。
16.權(quán)利要求15所述的圖像識(shí)別方法，其特征在于，在未查找到可以使用與所選出的屬性對(duì)應(yīng)的特征量進(jìn)行識(shí)別處理的識(shí)別邏輯的情況下，根據(jù)所選出的屬性通知應(yīng)該追加的識(shí)別邏輯的規(guī)范。
17.一種圖像識(shí)別裝置，其特征在于，包括示教單元和圖像識(shí)別單元，其中，示教單元包括攝像部，其獲取作為對(duì)象物而應(yīng)該識(shí)別的物品中具有標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的圖像；圖像處理部，其通過(guò)圖像處理從該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的示教圖像中抽出特征量；知識(shí)庫(kù)，其存儲(chǔ)知識(shí)和背景數(shù)據(jù)；知識(shí)庫(kù)作成部，其把使用者輸入的對(duì)象物的偏差范圍及其他有關(guān)對(duì)象物的已知知識(shí)登錄在知識(shí)庫(kù)中；背景數(shù)據(jù)生成部，其根據(jù)從標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的示教圖像中抽出的特征量和已登錄在知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)，生成記述了用于得到對(duì)象物的各種屬性及其意義的背景數(shù)據(jù)，將該背景數(shù)據(jù)登錄在知識(shí)庫(kù)中；示教數(shù)據(jù)生成部，其從已登錄在知識(shí)庫(kù)中的背景數(shù)據(jù)中抽出與在識(shí)別處理中使用的特征量類型對(duì)應(yīng)的屬性，生成該識(shí)別處理用的示教數(shù)據(jù)，圖像識(shí)別單元包括攝像部，其獲取工件的圖像；圖像處理部，其通過(guò)圖像處理從該工件圖像中抽出特征量；示教數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部，其存儲(chǔ)示教數(shù)據(jù)生成部所生成的示教數(shù)據(jù)；識(shí)別處理部，其根據(jù)從示教數(shù)據(jù)存儲(chǔ)部讀出的示教數(shù)據(jù)和所抽出的特征量，執(zhí)行識(shí)別處理，判定工件是否是對(duì)象物。
18.權(quán)利要求17所述的圖像識(shí)別裝置，其特征在于，圖像識(shí)別單元還包括背景數(shù)據(jù)生成部，其根據(jù)圖像處理部所抽出的工件的特征量，生成定義該工件的各種屬性的工件背景數(shù)據(jù)；識(shí)別圖像作成部，其根據(jù)所生成的工件背景數(shù)據(jù)和已登錄在知識(shí)庫(kù)中的對(duì)象物的背景數(shù)據(jù)的屬性差異，對(duì)工件圖像實(shí)施圖像處理。
19.權(quán)利要求18所述的圖像識(shí)別裝置，其特征在于，圖像識(shí)別單元還具有可以在識(shí)別處理中使用的多個(gè)識(shí)別邏輯；上述示教數(shù)據(jù)生成部根據(jù)背景數(shù)據(jù)生成部所生成的工件背景數(shù)據(jù)和已登錄在知識(shí)庫(kù)中的對(duì)象物的背景數(shù)據(jù)的屬性差異，選出能夠正確進(jìn)行工件判定的屬性，查找可以使用與所選出的屬性對(duì)應(yīng)的特征量進(jìn)行識(shí)別處理的識(shí)別邏輯，生成查找到的識(shí)別邏輯用的示教數(shù)據(jù)。
20.權(quán)利要求19所述的圖像識(shí)別裝置，其特征在于，還具有顯示部，上述背景數(shù)據(jù)生成部在未查找到可以使用與所選出的屬性對(duì)應(yīng)的特征量進(jìn)行識(shí)別處理的識(shí)別邏輯的情況下，將該信息顯示在上述顯示部上。
21.權(quán)利要求20所述的圖像識(shí)別裝置，其特征在于，上述背景數(shù)據(jù)生成部在未查找到可以使用與所選出的屬性對(duì)應(yīng)的特征量進(jìn)行識(shí)別處理的識(shí)別邏輯的情況下，根據(jù)所選出的屬性將應(yīng)該追加的識(shí)別邏輯的規(guī)范顯示在上述顯示部上。
22.一種圖像識(shí)別程序，其特征在于，使計(jì)算機(jī)執(zhí)行示教處理和圖像識(shí)別處理，其中，示教處理的內(nèi)容為獲取作為對(duì)象物而應(yīng)該識(shí)別的對(duì)象物中具有標(biāo)準(zhǔn)形態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的圖像，通過(guò)圖像處理從該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的示教圖像中抽出特征量；由使用者輸入對(duì)象物的偏差范圍及其他有關(guān)對(duì)象物的已知知識(shí)，將該知識(shí)登錄在知識(shí)庫(kù)中；根據(jù)從標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的示教圖像中抽出的特征量和已登錄在知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)，生成記述了用于得到對(duì)象物的各種屬性及其意義的背景數(shù)據(jù)，將該背景數(shù)據(jù)登錄在知識(shí)庫(kù)中；從已登錄在知識(shí)庫(kù)中的背景數(shù)據(jù)中抽出與在識(shí)別處理中使用的特征量類型對(duì)應(yīng)的屬性，生成該識(shí)別處理用的示教數(shù)據(jù)；將所生成的示教數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在示教數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元，圖像識(shí)別處理的內(nèi)容為獲取工件的圖像，通過(guò)圖像處理從該工件圖像中抽出特征量；根據(jù)從示教數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元讀出的示教數(shù)據(jù)和所抽出的特征量，執(zhí)行識(shí)別處理，判定工件是否是對(duì)象物。
全文摘要
本發(fā)明提供一種圖像識(shí)別裝置和方法以及圖像識(shí)別裝置的示教裝置和方法，提供可以根據(jù)少量的示教圖像簡(jiǎn)單地作成正確的示教數(shù)據(jù)的技術(shù)。獲取標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的圖像，通過(guò)圖像處理從該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的示教圖像中抽出特征量，另一方面，使用者輸入對(duì)象物的結(jié)構(gòu)或公差等與對(duì)象物有關(guān)的已知知識(shí)，將該知識(shí)登錄到知識(shí)庫(kù)中。然后，根據(jù)從標(biāo)準(zhǔn)對(duì)象物的示教圖像中抽出的特征量和已登錄在知識(shí)庫(kù)中的知識(shí)，生成記述了用于得到對(duì)象物的各種屬性及其意義的背景數(shù)據(jù)。然后，從已登錄在知識(shí)庫(kù)中的背景數(shù)據(jù)中抽出與在識(shí)別處理中使用的特征量類型對(duì)應(yīng)的屬性，生成該識(shí)別處理用的示教數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G06K9/62GK1573800SQ200410045590
公開(kāi)日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2004年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月6日
發(fā)明者仲島晶, 渡邊泰久 申請(qǐng)人:歐姆龍株式會(huì)社